煤矿冲击地压预防和处理方法

邻水龙泉煤矿

煤矿冲击地压预防和处理方法

地 质 科

2014年4月

煤矿冲击地压预防和处理方法

冲击地压的预防措施以及处理方法。清晰地阐述了冲击地压的发生原因，并对其实施预测预报，能够做到及时发现，及时补救处理。

冲击地压 灾害预测 灾害治理

冲击地压是采场周围煤岩体，在其力学平衡状态破坏时，由于弹性变形能的瞬间释放而产生一种以突然、急剧、猛烈破坏为特征的动力现象。冲击地压是一种特殊的矿山压力显现。其显现强度特征一般为弱冲击、强冲击、弹射、矿震、岩爆、煤炮、冲击波、弹性振动等，常伴有煤岩体抛出、巨响及气浪等现象；其发生突然剧烈，冲击波力量巨大，瞬间摧毁巷道、设备、人员。

一、冲击地压发生的原因

1） 煤层具有冲击倾向性。冲击地压的发生与煤岩体物理力学性质有直接关系。四川省龙泉煤矿有限公司邻水龙泉煤矿其直接顶具有中等冲击倾向性。

2） 砾岩活动是发生冲击地压的主要力源。四川省龙泉煤矿有限公司邻水龙泉煤矿K1煤层上方基本顶为70余米厚的砂岩层，随着工作面的推进周期性跨落；其上为40 余米厚的红土层。

3） 层煤工作面采动集中应力对工作面影响较为明显。K1煤层开采时上分层工作面周期来压强度最大达 510kn/m2，来压较为强烈。据不完全统计，K1煤层冲击地压83%发生在顶板来压期间，且对工作面超前压力影响范围破坏最为严重。

4） 工作面推采速度的影响。回采工作面推采过大后，工作面煤体集中应力得不到及时释放，容易造成应力集中，因此工作面推采速度也是影响冲击地压发生的因素之一。

5） 放炮诱发。回采工作面放炮容易造成煤岩体能量释放，因此工作面放炮是诱发冲击地压的主要工序，据统计，四川省龙泉煤矿有限公司邻水龙泉煤矿

放炮诱发冲击地压占75%以上。

二、冲击地压灾害预测预报及治理

（一） 冲击地压灾害预测方法

   1） 经验类比法。经验类比法是预测采区或工作面冲击危险程度和区域的常用方法。工作面开采或巷道掘进前，利用经验类比法对工作面进行冲击危险程度划分，采空区边缘、断层附近、煤柱区等均为冲击危险程度相对较高的部位，应优先进行防冲治理。

2） 煤粉监测法。煤粉监测是操作方便、效果明显的一种冲击危险监测措施。监测方法：使用MSZ12 电煤钻、Φ42 套节麻花钎子配 Φ42 钻头打眼，从孔口开始每米收集1次煤粉，并用弹簧秤称其重量记录在记录表上，每打完1个孔，必须立即将结果填入记录表，当监测煤粉量超过危险煤粉量时，预报有冲击危险。再利用电磁辐射法进行校核监测，当两种监测手段均有冲击危险时，应及时实施卸压爆破，炮后再打1~2个煤粉监测孔，校验卸压效果，如不能消除冲击危险，必须继续实施卸压爆破，直至消除冲击危险。

3） 电磁辐射监测法。电磁辐射监测是近几年由中国矿业大学发展研究的一种新型冲击危险监测方法，利用KBD5型流动电磁辐射仪和KBD7电磁辐射监测系统对工作面进行电磁辐射监测。操作简便，实用性较强。

4） 工作面矿压监测法。每班对上、下平巷超前支柱进行阻力监测，找出工作面超前支承压力影响范围及应力集中系数，确定超前支护距离及方式。根据阻力大小预报工作面顶板来压及应力集中区域。在工作面中部布置2个测区，测区间距20m，每个测区包括2 个支架，重点对工作面支架阻力进行循环监测，然后画出监测曲线，预测工作面顶板来压情况，结合其他监测手段预报工作面冲击危险度。同时对每个支架都安设自动测压表，一方面可以对支架初撑力进行监控，另一方面可以对工作面顶板来压情况进行全面预报分析。

5） 微震监测法。利用短周期地震仪监测记录0.5级以上冲击发生的次数及冲击地压释放的能量。利用此趋势预测预报近期冲击地压发生的趋势及应力释放情况。在定位系统建成之前，采用现在的地震仪现行监测。

6）钻孔应力计监测法。在工作面上、下平巷超前100m 均匀埋设钻孔应力计，对巷道煤体应力变化情况进行监测。钻孔应力计设在上平巷下帮、下平巷上帮，孔口距底板0.5m，沿煤层倾角布置，孔距20m，孔深10m。每小班监测2次，画出每台应力计的监测结果，找出应力集中地点及集中范围，配合其他手段实现工作面冲击危险的准确预报。

（二） 冲击地压灾害治理

   开采层；合理布置巷道位置；合理选择开采顺序和支护方法；消除孤立煤柱,避免应力集中；对厚层坚固顶板进行松动爆破处理,降低煤柱的支承压力；向岩层注水或软化剂,以软化岩层；通过岩层内钻孔预先释放一部分能量和气体；用水力冲刷或震动爆破,扩大钻孔破岩效果。其中最有效的措施是开采层。解危措施主要包括卸载爆破和其他措施。卸载爆破可以使岩体重新达到应力平衡状态,从而使围岩稳定。其他措施还有清理、支护、衬砌、灌浆加固等预防和处理方法。

三、　总结 

经过一个多月的冲击地压监测以及防治方案的实施，所采取的防治措施取得了良好的果:（1）通过实施高压注水，煤体含水率增量达到了1.5%以上，改变了煤的物理力学性质，降低了16层煤的冲击倾向性。（2）通过实施钻孔卸压，在所钻的每组3个钻孔周围形成了较大的破碎区。在高应力条件下，促使煤层卸压、释放能量，消除了冲击危险。在接下来的回采中，该巷道再未发生冲击地压事故，有效的保证了该矿井的安全生产，为今后的防冲积累了宝贵的经验。

四川省龙泉煤矿有限公司邻水龙泉煤矿

2014年4月4日